DE68919510T2

DE68919510T2 - Kraftfahrzeugaufhängungssystem mit variablen Aufhängungscharakteristiken und Stossdämpfer mit veränderlicher Dämpfungskraft dafür.

Info

Publication number: DE68919510T2
Application number: DE1989619510
Authority: DE
Inventors: Junichi Emura; Shinobu Kakizaki; Shigeru Kikushima; Fumiyuki Yamaoka
Original assignee: Atsugi Unisia Corp; Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1988-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2009-04-15
Also published as: EP0337797B1; EP0337797A3; EP0337797A2; DE68919510D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug, das eine veränderbare Aufhängungscharakteristik mit großer Reaktionseigenschaft hat. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem mit veränderbarer Dämpfungscharakteristik innerhalb jedes Schwingungszyklus. Die Erfindung betrifft ferner Stoßdämpfer mit veränderlicher Dämpfung, der bei einem Kraftfahrzeugaufhängungssystem anwendbar ist.
Bei der jüngsten Kraftfahrzeugtechnologie werden entsprechenden Kraftfahrzeugbauteile verlangt, die sowohl eine hohe Leistung als auch eine schnelle Reaktion geben. In dem Fall eines Aufhängungssystems werden große Leistung sowohl beim Fahrkomfort als auch bei der Fahrstabilität verlangt. Um sowohl ein hohes Maß an Fahrkomfort als auch ein hohes Maß an Fahrstabilität zu erreichen, wurde eine schnelle Reaktion auf einen Schwingungseingang in das Aufhängungssystem verlangt.
Ein Aufhängungssystem mit veränderbarer Dämpfungskraft ist in der (ungeprüften) japanischen Erst-Patentveröffentlichung (Tokkai) Showa 61-85210 geoffenbart. In diesem System ist ein piezoelektrisches Element in jedem Stoßdämpfer in jedem Aufhängungssystem zum Erfassen einer Fluiddruckänderung in dem Stoßdämpfer angeordnet. Eine Steuereinheit ist vorgesehen und erhält einen Eingang, der den Fluiddruck angibt, der von dem piezoelektrischen Element geliefert wird. Die Steuereinheit gibt eine gesteuerte Spannung an das piezoelektrische Element aus, um einen Betriebsmodus des Stoßdämpfers zumindest zwischen dem WEICHEN Modus, bei dem eine kleinere Dämpfungskraft in Reaktion auf den Schwingungseingang erzeugt werden soll, und einem HARTEN Modus umgeschaltet wird, bei dem eine größere Dämpfungskraft in Reaktion auf den Schwingungseingang erzeugt werden soll.
Im allgemeinen reagiert die Steuereinheit auf eine niederfrequente Eingangsschwingung, die eine Verhaltensänderung des Fahrzeugkörpers hervorruft, um dem Betriebsmodus des Stoßdämpfers in den HARTEN Modus während einer gegebenen Zeitdauer umzuschalten. Während der Stoßdämpfer mit dem HARTEN Modus beibehalten wird, bleibt das piezoelektrische Element als eine Betätigungseinrichtung zum Beibehalten des HARTEN Arbeitsmodus des Stoßdämpfers in Betrieb. Während es als Betätigungseinrichtung aktiv ist, kann das piezoelektrische Element den Fluiddruck nicht überwachen.
Bei der modernen Technologie der Aufhängungssteuerung ist eine Änderung der Dämpfungschrakteristik eines Stoßdämpfers zwischen einem Kolbenkompressionshub (in Reaktion auf eine Haftbewegung zwischen dem Fahrzeugkörper und einem Rad auf der Straße) und einem Kolbenausdehnungshub (in Reaktion auf die Lösungsbewegung zwischen dem Fahrzeugkörper und dem Rad auf der Straße) in Betracht gezogen worden, um eine bessere Leistung der Schwingungsstabilisierung zu erreichen. Deshalb ist es wünschenswert, die Dämpfungschrakteristik des Stoßdämpfers in Abhändigkeit von der Art der Kolbenwirkung einzustellen. Um dieses durchzuführen, ist es wesentlich, den Kolbenwirkungsmodus auf der Grundlage der Fluiddruckänderung in dem Stoßdämpfer zu erfassen. Wenn, wie es oben angegeben worden ist, das piezoelektrische Element als den Fluiddruck erfassendes Element außer Betrieb gehalten wird, während sich der Stoßdämpfer in dem HARTEN Modus befindet, kann dies Schwierigkeiten beim Dämpfen von Stößen bewirken. Wenn beispielsweise die Dämpfungschrakteristik im HARTEN Modus eingestellt ist, um eine relativ große Dämpfungskraft in Reaktion auf einen Schwingungseingang zu erzeugen, kann die Dämpfungskraft, die in Reaktion auf die Wirkung des Kolbenkompressionsmodus erzeugt wird, die Eingangsschwingung verstärken. Diese Neigung kann für den zweiten und die nachfolgenden Schwingungszyklen beträchtlich sein. Dies verschlechtert natürlich das Schwingungsstabilisierungsvermögen des Fahrzeugs und gibt das Gefühl einer rauhen Fahrt.
Ferner arbeitet das obengenannte, früher vorgeschlagene Aufhängungssystem im wesentlichen in einer passiven Weise, die Eingangsschwingung auf der Grundlage einer Fluiddruckänderung in dem Stoßdämpfer zu erfassen. Das Aufhängungssystem arbeitet nämlich niemals, die Aufhängungschrakteristik umzuschalten, bis der Fahrzeugfahrzustand geändert wird, der ein Umschalten der Aufhängungschrakteristik verlangt. Wenn deshalb ein Kriterium des Fluiddrucks, den Aufhängungsmodus von dem WEICHEN Modus in den HARTEN Modus umzuschalten, auf einen relativ hohen Wert eingestellt wird, um einen besseren Fahrkomfort zu liefern, neigt das Umschalten von dem WEICHEN Modus in den HARTEN Modus zu einer Verzögerung, wodurch ermöglicht wird, daß als Ergebnis der geringen Reaktionscharakteristik ein Aufsetzen auftritt, insbesondere in der Anfangsstufe des Umschaltens des Aufhängungsmodus.
WO 87/07565, auf der der Oberbegriff des Anspruche 1 basiert, beschreibt einen Stoßdämpfer mit einem Drucksensor, der so angeordnet ist, daß er den Druckunterschied zwischen den Arbeitskammern oberhalb und unterhalb eines Kolbens mißt, und mit einer Ventileinrichtung, die so angeordnet ist, daß sie den Stoßdämpfer zwischen HARTER und WEICHER Dämpfungscharakteristik umschaltet. Der Ausgang von dem Drucksensor wird verwendet, die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens entlang seines Zylinders anzuzeigen, und der Stoßdämpfer wird auf HARTE Dämpfungscharakteristik geschaltet, wenn diese Geschwindigkeit einen Schwellenwert überschreitet.
Es ist eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein Aufhängungssystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das veränderbare Aufhängungscharakteristiken gemäß einem Fahrzeugfahrzustand mit hohem Genauigkeitswert und großem Reaktionswert liefern kann.
Eine andere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, einen Stoßdämpfer mit veränderbarer Dämpfungskraft zur Verwendung in dem Aufhängungssystem der Erfindung zu schaffen.
Die Erfindung schafft ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem, das umfaßt: einen Stoßdämpfer, der zwischen einem Fahrzeugkörper und einem Aufhängungsglied angeordnet ist, das drehbar ein Fahrzeugrad trägt, wobei der genannte Stoßdämpfer einschließt ein Zylinderrohr, das mit dem genannten Fahrzeugkörper oder dem genannten Aufhängungsglied verbunden ist und einen inneren Raum begrenzt, einen Kolben, der in dem genannten inneren Raum angeordnet ist, um den genannten inneren Raum in eine erste und eine zweite Kammer zu unterteilen, und mit dem genannten Aufhängungsglied oder dem genannten Fahrzeugkörper zur relativen Bewegung in bezug auf das genannte Zylinderrohr verbunden ist, wobei die genannte erste und zweite Kammer mit einem Arbeitsfluid gefüllt sind; eine Fluidverbindungseinrichtung zum Herstellen einer Fluidverbindung zwischen der genannten ersten und zweiten Kammer mit einer begrenzten Fluidströmungsrate, um eine Dämpfungskraft gegenüber einer relativen Bewegung zwischen dem genannten Kolben und dem genannten Zylinderrohr zu erzeugen; eine Ventileinrichtung, die mit der genannten Fluidverbindungseinrichtung zum Steuern der Strömungsbegrenzung der genannten Fluidverbindungseinrichtung verbunden ist, wobei die Strömungsbegrenzungscharakteristik der genannten Ventileinrichtung veränderbar ist, um die Dämpfungscharakteristik des genannten Stoßdämpfers zu verändern; eine Drucksensoreinrichtung zum Überwachen des Fluiddrucks in einer der genannten Kammern zum Erzeugen eines den Fluiddruck in dieser Kammer anzeigenden Druckanzeigesignals; eine Betätigungseinrichtung, die mit der genannten Ventileinrichtung verbunden ist und auf ein Steuersignal zum Steuern der genannten Ventileinrichtung reagiert, um die Strömungsbegrenzungscharakteristik gemäß dem genannten Steuersignal einzustellen; und eine Steuereinrichtung, die angeordnet ist, das genannte Druckanzeigesignal zu empfangen und die genannte Ventileinrichtung zur Erhöhung der Strömungsbegrenzung für eine härtere Dämpfungscharakteristik und zum Verringern der Strömungsbegrenzung für eine weichere Dämpfungscharakteristik zu steuern und von dem Druckanzeigesignal die Druckänderungsrate abzuleiten und die Strömungsbegrenzung auf der Grundlage der Druckänderungsrate zu erhöhen oder zu verringern, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Strömungsbegrenzung zu erhöhen, wenn die Druckänderungsrate eine Spitze erreicht, und die Strömungsbegrenzung zu verringern, wenn sich die Druckänderungsrate von einer Spitze über einen vorbestimmten Wert fort ändert.
Vorzugsweise werden die veränderbaren Aufhängungscharakteristiken verwendet, den Aufhängungsmodus zwischen dem HARTEN Modus und dem WEICHEN Modus so zu ändern, daß der Aufhängungsmodus normalerweise auf den WEICHEN Modus eingestellt ist und in den HARTEN Modus umgeschaltet wird, wenn eine Änderungsrate des den Druck anzeigenden Signals größer als eine vorbestimmte Rate wird, und wenn das den Druck anzeigenden Signal einen höheren Druck als einen vorbestimmten Wert in dem Kolbenanhafthub darstellt.
Bei der bevorzugten Konstruktion umfaßt die Drucksensoreinrichtung ein erstes, piezoelektrisches Element, und die Steuereinrichtung umfaßt ein zweites, piezoelektrisches Element. Auch kann die Steuereinrichtung den Wert eines Steuersignals zu dem zweiten, piezoelektrischen Element mit einer vorbestimmten Rate erhöhen, um die Strömungsbeschränkung bei einer vorbestimmten Rate zu erhöhen und/oder den Steuersignalwert mit einer vorbestimmten Rate zum Verringern der Strömungsbeschränkung mit einer vorbestimmten Rate zu verringer. Ferner leitet die Steuereinrichtung vorzugsweise eine Strömungsbeschränkung, die durch das Steuersignal dargestellt werden soll, auf der Grundlage eines Spitzenwertes der Änderungsrate des den Druck anzeigenden Signals ab. Die Steuereinrichtung kann ferner die Änderungsrate mit einem vorbestimmten Aufsetzkriterium zum Erhöhen der Strömungsbeschränkung vergleichen, wenn die Änderungsrate größer als oder gleich dem Durchschlagkriterium ist.
Das System kann eine erste, piezoelektrische Einrichtung zum Überwachen des Fluiddrucks in der ersten Kammer während der ersten Richtung des Kolbenhubes und zum Erzeugen eines den Fluiddruck anzeigenden zweiten Druckanzeigesignals umfassen, wobei das zweite piezoelektrische Element auf ein Steuersignal zum Einstellen der Strömungsbegrenzung während der zweiten Richtung des Kolbenhubes reagiert, und eine Steuereinrichtung, die das erste und das zweite Druckanzeigesignal erhält, um eines aus dem ersten und zweiten Druckanzeigesignal in Abhängigkeit von der Kolbehubrichtung auszuwählen, um eine Änderungsrate des aus dem ersten und zweiten Druckanzeigesignal ausgewählten abzuleiten, und um die Änderungsrate, die einen Sptizenwert erreicht, zu erfassen, um das Steuersignal für eine härtere Dämpfungscharakteristik zu erzeugen, und um die Änderungsrate zu erfassen, die über eine vorbestimmten zweiten Wert absinkt, um das Steuersignal für eine weichere Dämpfungscharakteristik zu erzeugen.
Vorzugsweise hat die Steuereinrichtung einen ersten Steuerkanal einen ersten Steuerkanal, der mit der ersten und zweiten, piezoelektrischen Einrichtung zum Erhalten des ersten Druckanzeigesignals von der ersten, piezoelektrischen Einrichtung und zur Ausgabe des Steuersignals an die erste, piezoelektrische Einrichtung während der ersten Richtung des Kolbenhubes verbunden ist, und einen zweiten Steuerkanal, der mit der ersten und zweiten, piezoelektrischen Einrichtung zum Erhalten des zweiten Druckanzeigesignals von der zweiten, piezoelektrischen Einrichtung und zum Ausgeben des Steuersignals an die erste, piezoelektrische Einrichtung in der zweiten Richtung des Kolbenhubes verbunden ist.
Die erste, piezoelektrische Einrichtung arbeitet in einem Sensormodus während der zweiten Richtung des Kolbenhubes zum Überwachen des Fluiddrucks in der ersten Kammer und in einem Betätigungsmodus während der ersten Richtung des Kolbenhubes zum Steuern der zweiten Ventileinrichtung, so daß die Strömungsbegrenzung eingestellt wird, und die zweite, piezoelektrische Einrichtung arbeitet in einem Sensormodus während der ersten Richtung des Kolbenhubes zum Überwachen des Fluiddrucks in der zweiten Kammer und in einem Betätigungsmodus während der zweiten Richtung des Kolbenhubes zum Steuern der Ventileinrichtung, so daß die Strömungsbegrenzung eingestellt wird.
Jede der ersten und zweiten, piezoelektrischen Einrichtung kann eine Vielzahl von dünnen Plattenelementen aufweisen, die aus piezoelektrischem Material hergestellt sind und eine mechanische Verformung in Reaktion auf das genannte Steuersignal mit einer Größe bewirken können, die der Spannung des genannten Steuersignals entspricht.
Die Steuereinrichtung kann den Steuersignalpegel zwischen einem ersten, höheren Pegel, der eine vorbestimmte, hartere Dämpfungscharakteristik befiehlt, und einem zweiten, niedereren Pegel variieren, der eine vorbestimmte, weichere Dämpfungscharakteristik befiehlt. Die Steuereinrichtung ändert den Steuersignalpegel zwischen dem ersteren, höheren und dem zweiten, niedereren Pegel mit einer vorbestimmten Änderungsrate, um die Dämpfungscharakteristik zwischen der vorbestimmten härteren und weicheren Dämpfungscharakteristik über eine gegebene Verzögerungsdauer linear zu verändern.
Bei der bevorzugten Konstruktion bewegt sich der Kolben in der ersten Richtung in Reaktion auf eine Schwingung, die eine relative Bewegung des Fahrzeugkörpers und des Aufhängungsgliedes in der Anhaftrichtung bewegt, und in der zweiten Richtung in Reaktion auf eine Schwingung, die eine relative Verschiebung des Fahrzeugkörpers und des Aufhängungsgliedes in der Ablöserichtung bewirkt, und die Steuereinrichtung erfaßt den Kolbenhub in der ersten Richtung, um das zweite, den Druck anzeigende Signal mit einer vorbestimmten Druckschwelle zu vergleichen, und um die Änderungsrate mit einem vorgegebenen Aufsetzkriterium zur Ausgabe des Steuersignals für eine härtere Dämpfungscharakteristik zu vergleichen, wenn das zweite, den Druck anzeigende Signal größer als oder gleich der Druckschwelle ist und die Änderungsrate größer als oder gleich dem Aufsetzkriterium ist. Als Alternative erfaßt die Steuereinrichtung den Kolbenhub in der ersten Richtung, um die Änderungsrate mit einem vorbestimmten, ersten Aufsetzkriterium zum Ausgeben des Steuersignals für eine härtere Dämpfungscharakteristik zu vergleichen, wenn die Änderungsrate größer als oder gleich dem ersten Aufsetzkriterium ist, und erfaßt den Kolbenhub in der zweiten Richtung, um die Änderungsrate mit einem vorbestimmten, zweiten Aufsetzkriterium zur Ausgabe des Steuersignals für eine härtere Dämpfungscharakteristik zu vergleichen, wenn die Änderungsrate größer als oder gleich dem zweiten Aufsetzkriterium ist. Die Steuereinrichtung kann dem Spannungspegel des Steuersignals entsprechend dem spitzenwert der Änderungsrate verändern.
Die erste und die zweite, piezoelektrische Einrichtung kann mit einer extern vorgesehenen Steuereinrichtung verbunden werden, wobei die Steuereinrichtung das erste und das zweite den Druck anzeigende Signal empfängt, um das erste oder das zweite, den Druck anzeigende Signal in Abhängigkeit von der Kolbenhubrichtung auszuwählen, um eine Änderungsrate des aus dem ersten und den zweiten, den Druck anzeigenden Signal Ausgewählten abzuleiten, und die einen Spitzenwert erreichende Änderungsrate zu erfassen, um das Steuersignal für eine härtere Dämpfungscharakteristik zu erzeugen, und die über einen vorbestimmten zweiten Wert abnehmende Änderungsrate zu erfassen, um das Steuersignal für eine weichere Dämpfungscharakteristik zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der unten angegebenen, ins einzelne gehenden Beschreibung der Erfindung und den beigefügten Zeichnungen der Erfindung verstanden, die jedoch nicht als eine Beschränkung der Erfindung auf die bestimmte Ausführungsform anzusehen sind, sondern nur der Erläuterung und dem Verständnis dienen.
In den Zeichnungen:
Fig. 1 ist ein Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines Stoßdämpfers mit veränderbarer Dämpfungskraft gemäß der vorliegenden Erfindung, der mit einer Steuereinheit verbunden ist, die ein bevorzugtes Verfahren zur Aufhängungssteuerung ausführt;
Fig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt des Hauptteils der bevorzugten Ausführungsform des Stoßdämpfers mit veränderbarer Dämpfungskraft gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm der Steuereinheit, die bei der bevorzugten Ausführungsform eines Kraftfahrzeugaufhängungssystems verwendet wird und ausgelegt ist, das bevorzugte Verfahren zur Aufhängungssteuerung auszuführen;
Fig. 4 ist ein detailliertes Blockdiagramm der Steuereinheit der Fig. 3;
Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm der vereinfachten Abänderung einer Ausgangsschaltung in der Steuereinheit;
Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm, das die Änderung des Aufhängungsmodus in bezug auf die Änderung der Dämpfungskraft zeigt, die in dem Stoßdämpfer erzeugt werden soll;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das das bevorzugte Verfahren der Aufhängungssteuerung zeigt, das bei der bevorzugten Ausführungsform des Aufhängungssys-tems durchgeführt werden soll;
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, das die Steuervorgänge zeigt, die bei der bevorzugten Ausführungsform des Aufhängungssystems ausgeführt werden;
Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm, das einen abgeänderten Steuerablauf zeigt, der bei der bevorzugten Ausführungsform des Aufhängungssystems ausgeführt wird;
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das ein abgeändertes Verfahren der Aufhängungssteuerung zeigt, das die bevorzugte Ausführungsform des Aufhängungssystems sein soll;
Fig. 11 ist ein Zeitdiagramm, das Steuervorgänge zeigt, die mit dem in Fig. 10 gezeigten Verfahren bei der bevorzugten Ausführungsform des Aufhängungssystems ausgeführt werden; und
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das eine andere Abänderung des Verfahrens zur Aufhängungssteuerung zeigt, die eine bevorzugte Ausführungsform des Aufhängungssystems sein soll.
Es wird nun auf die Zeichnungen bezug genommen, insbesondere auf Fig. 1, wobei die bevorzugte Ausführungsform eines Stoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Hauptbauelement der bevorzugten Ausführungsform eines Kraftfahrzeugaufhängungssystems gemäß der Erfindung dient. Der gezeigte Stoßdämpfer 1 umfaßt einen Stoßdämpfer vom Typ mit doppelter Wirkung und veränderbarer Dämpfungscharakteristik. Der Stoßdämpfer 1 hat ein inneres und ein äußeres Zylinderrohr 3 und 2. Der innere und der äußere Zylinder 3 und 2 sind in koaxialer Anordnung angeordnet, und begrenzen eine Ringkammer 7, die als eine Speicherkammer dient.
Eine Kolbenanordnung 4 ist in dem inneren Raum des inneren Zylinderrohrs 3 angeordnet, um den inneren Raum in eine obere und eine untere Arbeitskammer 14 und 15 zu unterteilen. Die Kolbenanordnung 4 ist an dem unteren Ende einer Kolbenstange 6 gehalten. Die Kolbenstange 6 wird von einer Stangenführung 8 geführt, die mit der Öffnung am oberen Ende des inneren Zylinderrohrs 3 in Eingriff steht. Die Stangenführung 8 arbeitet mit einer Kolbenabdichtung 9 und einer Anschlagplatte 10 zusammen, um eine obere Stopfenanordnung zum abdichtenden Schließen des oberen Endes des inneren und des äußeren Zylinderrohrs 3 und 2 zu bilden.
Das obere Ende der Kolbenstange 6 ist mit einem Fahrzeugkörper (nicht gezeigt) in an und für sich bekannter Weise verbunden. Andererseits ist an dem unteren Ende des äußeren Zylinderrohrs 2 ein Verbindungsauge 32 mit einer Augenhülse 31 vorgesehen. Das äußere Zylinderrohr 2 ist mit einem Aufhängungselement (nicht gezeigt) verbunden, das drehbar ein Fahrzeugrad hält. Auf diese Weise ist der Stoßdämpfer 1 zwischen dem Fahrzeugkörper und dem Aufhängungsglied angeordnet, um Schwingungsenergie aufzunehmen, die eine relative Verschiebung zwischen dem Fahrzeugkörper und dem Aufhängungselement bewirkt. Der Stoßdämpfer 1 wird in Reaktion auf eine Anhafthubbewegung zusammengedrückt, bei der der Fahrzeugkörper und das Aufhängungselement zueinander verschoben werden, und wird in Reaktion auf eine Ablösehubbewegung ausgedehnt, in der der Fahrzeugkörper und das Aufhängungselement voneinander fort verschoben werden. In Reaktion auf die Anhafthubbewegung des Fahrzeugkörpers und des Aufhängungselements drückt die Kolbenanordnung 4 in eine Kompressionshubrichtung, wobei die untere Arbeitskammer 15 zusammengedrückt wird. Dies bewirkt einen zunehmenden Arbeitsfluiddruck in der unteren Arbeitskammer und eine Abnahme des Arbeitsfluiddrucks in der höheren Arbeitskammer. Andererseits bewegt sich in Reaktion auf die Ablösehubbewegung des Fahrzeugkörpers und des Aufhängungselements die Kolbenanordnung 4 in Richtung des Ausdehnungshubes, wobei die obere Arbeitskammer 14 komprimiert wird. Deshalb wird der Fluiddruck in der oberen Arbeitskammer 14 erhöht und der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 15 wird verringert. Die Fluidspeicherkammer 7 wird normalerweise bei einem Druck gehalten, der im wesentlichen dem Fluiddruck in der unteren Kammer 15 entspricht.
Die untere Endöffnung des inneren Zylinders 3 wird durch eine Bodenventilanordnung 12 geschlossen, die einen Verbindungsweg 11 festlegt. Die Bodenventilanordnung 12 stellt somit eine Fluidverbindung zwischen der Fluidaufnahmekammer 7 und der unteren Arbeitskammer 15 her.
Die Kolbenanordnung 4 ist von einem Expansionsventil 16 begleitet, das bei einem Kolbenausdehnungshub wirksam ist, eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Das Expansionsventil 16 ist mit einer Vorbelastungsfeder 17 verbunden, die an dem Expansionsventil 16 aktiv ist, um letzteres fortwährend in die nach oben gerichtete Richtung zu belasten. Die Vorbelastungsfeder ist an dem unteren Ende der Kolbenstange 6 mittels einer Einstellmutter 18 und einer Gegenmutter 19 angebracht. Eine Einstellmutter 20 steht auch mit dem unteren Ende der Kolbenstange 6 in Eingriff.
Die Bodenventilanordnung 5 hat ein Rückschlagventil 21, das mit einer Öffnung 22 verbunden und diese öffnen und schließen kann. Das Rückschlagventil 21 ist so ausgelegt, daß es während des Kolbenausdehnungshubes öffnet, um eine Fluidströmung von der Aufnahmekammer 7 in die untere Arbeitskammer 15 zu ermöglichen. Das Bodenventil 5 ist auch mit einem Kompressionsventil 23 versehen, das mit dem unteren Ende einer Öffnung 24 verbunden ist, um in Reaktion auf einen Kompressionshub zu öffnen, damit eine Fluidverbindung von der unteren Arbeitskammer 15 zu der Speicherkammer 7 hergestellt wird. Das Rückschlagventill 21 und das Kompressionsventil 23 sind an einem unteren Ventilkörper 12 angebracht und durch einen Klemmstift 26 befestigt. Eine Anschlagplatte 25 ist auch an dem unteren Ventlikörper 12 angebracht, um die Öffnungsgröße des Rückschlagventils 21 zu begrenzen. Bei der gezeigten Konstruktion reagiert das Rückschlagventil 21 auf den Druckunterschied zwischen der unteren Arbeitskammer 15 und dem Fluidspeicherbehälter 7, um zum Einführen des Arbeitsfluids in dem Fluidspeicherbehälter in die Arbeitskammer verschoben zu werden. Andererseits wird während des Kolbenkompressionshubes der Druckunterschied zwischen der unteren Arbeitskammer 15 und der Fluidspeicherkammer 7 erzuegt, um das Kompressionventil zu verschieben. Durch Öffnen des Kompressionsventils 23 kann eine begrenzte Strömungsrate des Arbeitsfluids von der unteren Arbeitskammer 15 in die Fluidspeicherkammer 7 unter Erzeugung einer Dämpfungskraft fließen.
Ein Ablösungsanschlag 28, der aus einem elastischen Material, wie Gummi hergestellt ist, ist an der Kolbenstange 6 mittels eines Halteteils 27 befestigt. Der Ablöseanschlag 28 schützt die Kolbenanordnung 4 vor einem direkten Zusammenstoß mit dem unteren Ende der Stangenführung 8.
Die Anschlagplatte 10 ist auf das obere Ende des äußeren Zylinderrohrs 2 aufgeklemmt. Der Anschlag 10 begrenzt eine Mittelöffnung 108, durch die sich die Kolbenstange 6 erstreckt. Eine Gummihülse (nicht gezeigt) steht mit dem umfang der Mittelöffnung 10a der Anschlagplatte 10 in Eingriff, um die Kolbenstange 6 gleitend und abdichtend zu führen. Eine Hauptlippe 29 und eine Staublippe 30 sind in der oberen Stopfenanordnung vorgesehen. Die Hauptlippe 29 berührt abdichtend den äußeren Umfang der Kolbenstange, um eine fluiddichte Abdichtung herzustellen. Andererseits ist die Staublippe 30 in der Nähe der Anschlagplatte vorgesehen und berührt den äußeren Umfang der Kolbenstange 4, um eine fluiddichte Abdichtung herzustellen, um Schmutzwasser, Staub usw. zu verhindern.
Die Kolbenanordnung 4 ist so ausgelegt, daß sie die Dämpfungscharakteristik ändert, damit eine Dämpfungskraft in Reaktion auf den Schwingungseingang entsprechend der veränderbaren Charakteristik bei unterschiedlichen Dämpfungsmodi erzeugt wird. Um den Dämpfungsmodus der Kolbenanordnung 4 zu steuern, ist eine Steuereinheit 100 mit der Kolbenanordnung über einen Kabelbaum 35 verbunden, der sich durch die Kolbenstange hindurch erstreckt.
Fig. 2 zeigt die detaillierte Konstruktion der Kolbenanordnung 4, die bei der bevorzugten Ausführungsform des Stoßdampfers 1 der Fig. 1 verwendet wird. Wie man sehen kann, begrenzt die Kolbenstange 6 eine sich axial erstreckende Durchgangsöffnung 41, durch die sich der Kabelbaum 35 erstreckt. Das untere Ende der Durchgangsöffnung 41 steht mit einer Gewindenut 41a in Verbindung, die eine Kolbenaufnahme bildet. Die Kolbenanordnung 4 enthält einen Kolbenkörper 42, der eine nach oben gerichtete Fortsetzung aufweist, die mit der Gewindenut 41a der Kolbenstange 6 in Gewindeeingriff so steht, daß der Kolbenkörper 42 fest an dem unteren Ende der Kolbenstange 6 befestigt ist. Der Kolbenkörper 42 weist einen Außenumfang auf, der zu dem Innenumfang des inneren Zylinders 3 angepaßt ist. Ein Abdichtungselement 44 mit geringer Reibung, das aus einem Material geringer Reibung hergestellt ist, wie Teflon, steht mit dem Außenumfang des Kolbenkörpers 42 in Eingriff, um die fluiddichte Abdichtung mit dem inneren Umfang des inneren Zylinders 3 herzustellen. Der Kolbenkörper 42 weist ein mit Gewinde versehenes, unteres Ende auf, an dem das obere Ende einer Hülse 43 eingreift. Die vorgenannte Einstellmutter 18, die Gegenmutter 19 und die Einstellmutter 20 stehen mit dem Außenumfang des unteren Endabschnittes der Hülse 43 in Eingriff.
Der Kolbenkörper 42 begrenzt einen inneren Raum 45, der mit der oberen und der unteren Arbeitskammer über den Verbindungsweg 46 und 47, der dort hindurch festgelegt ist, in Verbindung. Andererseits begrenzt die Hülse 43 eine Durchgangsöffnung 48 zur Verbindung zwischen dem inneren Raum 45 und der unteren Arbeitskammer 15. Das Expansionsventil 16 ist mit dem Ende der Durchgangsöffnung 48 verbunden, die zu der unteren Arbeitskammer 15 öffnet, so daß die Wegfläche für die Fluidströmung zur Erzeugung einer Dämpfungskraft verringert wird. Das Ausdehnungsventil 16 reagiert auf einen Fluiddruck, der die Federkraft der Vorbelastungsfeder 17 überwindet, um die Wegfläche für eine Druckabbaufunktion zu vergrößern.
Die Anordnung des Kolbenkörpers 42 und der Hülse 43 begrenzen eine erste und eine zweite Kammer 49 und 50 von im wesentlichen Kreisquerschnitt. Diese erste und zweite Kammer 49 und 50 haben einen kleineren Durchmesser als der Raum 43 und stehen mit letzterem in Verbindung. Ein erstes, piezoelektrisches Element 60 ist innerhalb der ersten Kammer 49 angeordnet. Das erste, piezoelektrische Element 60 hat einen oberen Abschnitt, der mit einem Einstellmechanismus 51 verbunden ist. Der Einstellmechanismus 51 umfaßt eine Einstellschraube 53, die mit einem Innengewinde 52 in Eingriff steht, das an dem inneren Umfang des oberen Endes des Kolbenkörpers 42 gebildet ist. Die Einstellmutter 53 weist ein unteres Ende auf, das mit einer oberen Endplatte 56 gekoppelt ist, die an dem oberen Ende des piezoelektrischen Elements 60 über eine Kontaktplatte 54 und einer Kappe 55 befestigt ist. Die Einstellschraube 53 kann von Hand zur axialen Verschiebung gedreht werden, damit eine axiale Verschiebung des piezoelektrischen Elements 60 hervorgerufen wird. Das piezoelektrische Element 60 ist mit einem Gleitelement 71 über eine untere Endplatte 59 verbunden.
In gleicher Weise ist ein zweites, piezoelektrisches Element 90 innerhalb der zweiten Kammer 50 angeordnet. Das zweite, piezoelektrische Element 90 innerhalb der zweiten Kammer 50 angeordnet. Das zweite, piezoelektrische Element 90 ist innerhalb der zweiten Kammer mittels einer Kappe 94 und der Einstellmutter 20 so gehalten, daß seine axiale Position mittels der Einstellmutter eingestellt werden kann. Das obere Ende des zweiten, piezoelektrischen Elementes 90 ist mit einem Ventilkern 72 über eine obere Endplatte 88 verbunden.
Das Gleitelement 71 und die Ventilbohrung 72 sind mit einem Ventilkörper 73 verbunden, um einen Dämpfungsmodus-Steuermechanismus 70 zu bilden. Wie man sehen kann, ist der Ventilkörper 73 innerhalb des Raums 45 angeordnet, um darin eine obere und eine untere Ringkammer 79 und 80 zu begrenzen. Der Ventilkörper 73 begrenzt ferner eine Ringkammer 81, die zwischen dem Außenumfang des Ventilkörpers 73 und dem Innenumfang des Kolbenkörpers 42 begrenzt ist. Die obere Ringkammer 79 steht mit der oberen Arbeitskammer 14 über einen Verbindungsweg 48 in Verbindung. Andererseits steht die untere Ringkammer 80 mit der unteren Arbeitskammer 15 über die Durchgangsöffnung 48 in Verbindung. Die Ringkammer 81 steht mit der unteren Arbeitskammer 15 über dem Fluidweg 47 in Verbindung. Der Ventilkörper 73 begrenzt eine Mittelöffnung 82, durch die sich ein oberer, zylindrischer Abschnitt 83 des Ventilkerns 72 erstreckt, und Verbindungsöffnungen 76 und 77. Die Verbindungsöffnung 76 öffnet in eine Ringnut 84, die an der oberen Oberfläche des Ventilkörpers gebildet ist und von einer Ringfläche umgeben ist. Die Ringnut 84 ist der oberen Ringkammer 79 ausgesetzt. Die Verbindungsöffnung 76 öffnet auch in die Ringkammer 81. Andererseits öffnet die Verbindungsöffnung 77 in eine Ringnut 87, die auf der unteren Oberfläche des Ventilkörpers 72 gebildet und von einer Ringfläche 86 umgeben ist. Die Ringnut 86 ist der unteren Ringkammer 80 ausgesetzt. Die Verbindungsöffnung 77 öffnet auch in die obere Ringkammer 79.
Das obere und das untere Ventilelement 74 und 75 sind vorgesehen, die Ringnuten 84 und 87 zu öffnen und zu schließen und dadurch eine Fluidverbindung zwischen den Ringnuten und den verbundenen Ringkammern 79 und 80 zu sperren. Die Ventilelemente 74 und 75 umfassen Blattfedern, die elastisch in Reaktion auf den auf sie ausgeübten Druck verformbar sind. Normalerweise werden die Ventilelemente 74 und 75 von den Mittelvorsprungsabschnitten gehalten, die in dem Mittelabschnitt des Ventilkörpers hervorstehen. In dieser Position ist die Hebelarmlänge der Ventilelemente 74 und 75 relativ groß, damit sie eine Anfangssteifigkeit haben, um eine elastische Verformung in Reaktion auf den auf sie ausgeübten Fluiddruck hervorzurufen. Andererseits wird, wenn die ringförmigen Vorsprünge 71e und 72a des Gleitelements 71 und des Ventilskerns 72 an dem Ventilelement 74 und 75 aktiv sind, wenn das Gleitelement und der Ventilkern durch die Wirkung der piezoelektrischen Elemente 60 und 90 betätigt werden, die Hebelarmlängen der Ventilelemente verringert, um die Steifigkeit zu erhöhen, damit eine größere Dämpfungskraft in Reaktion auf den Schwingungseingang erzeugt wird. In der folgenden Erörterung wird der Dämpfungsmodus, bei dem Ventilelement 74 und 75 mit einer kleineren Steifigkeit arbeiten, bei der die ringförmigen Vorsprünge 71b und 72 des Gleitelements und des Ventilkerns nicht aktiv sind, als WEICHER Modus bezeichnet. Andererseits werden der Dämpfungsmodus, bei dem die ringförmigen Vorsprünge aktiv sind, um die Steifigkeit zu erhöhen, nachfolgend als HARTER Modus bezeichnet.
Es sollte beachtet werden, daß die Ventilelemente 74 und 75 eine Vielzahl von dünnen, scheibenförmigen Entlastungsfedern zur elastischen Verformung in Reaktion auf den daauf ausgeübten Fluiddruck umfassen können.
Wie man der Fig. 2 entnehmen kann, sind das erste und das zweite, piezoelektrische Element 60 und 90 mit der Steuereinheit 100 über Kabel 61, 62, 91 und 92 verbunden, die den Kabelbaum bilden. Wie man deutlich der Fig. 4 entnehmen kann, sind die Kabel 61 und 91 jeweils mit den piezoelektrischen Elementen 60 und 90 und Masse verbunden. Andererseits sind die Kabel 62 und 92 mit den piezoelektrischen Elementen 60 und 90 verbunden. Jedes der piezoelektrischen Elemente 60 und 90 umfaßt eine Vielzahl von dünnen, scheibenförmigen, piezoelektrischen Platten, die der Reihe nach übereinander aufgeschichtet sind. Jede der piezoelektrischen Platten weist jeweils ein Paar Elektroden auf. Wie es gut bekannt ist, wird, wenn eine Spannung an solche piezoelektrischen Platten angelegt wird, eine elektrische Störung hervorgerufen, um die axiale Länge auszudehnen oder zu verkürzen. Die Größe der elektrischen Störung ist in Abhängigkeit von der Größe der an die piezoelektrischen Platten angelegten Spannung veränderbar. Eine solche elektrische Störung kann eine mechanische Störung des piezoelektrischen Elements bewirken, um eine Veränderung der axialen Länge hervorzurufen.
Wenn andererseits der Fluiddruck an die piezoelektrischen Elemente 60 und 90 angewendet wird, wird an jeder der piezoelektrischen Platten als Teil des piezoelektrischen Elements einer mechanische Verformung hervorgerufen, um eine elektrische Spannung zu erzeugen. Die Größe der elektrischen Spannung, die durch die piezoelektrischen Elemente 60 und 90 erzeugt wird, ist in Abhängigkeit von der Größe der mechanischen Störung veränderbar und entspricht der Größe des auf die piezoelektrischen Elemente ausgeübten Drucks. Bei der praktischen Konstruktion ist das erste, piezoelektrische Element 60 einem Fluiddruck der Ringkammer 81 über das Gleitelement 71 ausgesetzt, der auf das Ventilelement 74 ausgeübt wird und dem Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 15 entspricht. Das erste, piezoelektrische Element 60 erzeugt somit ein den Druck in Kompressionsmodus anzeigendes Signal Sp. Andererseits ist das zweite, piezoelektrische Element 90 dem Fluiddruck in der oberen Ringkammer 70 ausgesetzt, der über das Ventilelement 75 und den Ventilkern 72 auf das Ventilelement ausgeübt wird, wobei der Fluiddruck demjenigen in der oberen Fluiddruckkammer 14 entspricht. Das zweite, piezoelektrische Element 90 erzeugt somit ein Druckanzeigesignal Ss für den Ausdehnungsmodus. Wie man erkennt, sind die Größe des Druckanzeigesignals Sp für den Kompressionsmodus und die des Druckanzeigesignals Ss für den Ausdehnungsmodus in Abhändigkeit von der Größe des Drucks in der oberen und in der unteren Arbeitskammer 14 und 15 veränderbar. Ferner wird bei dem Kolbenkompressionshub der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 15 auch auf das zweite, piezoelektrische Element 90 über die Einstellmutter 20 und eine Kappe 94 ausgeübt. Deshalb gibt selbst bei dem Kolbenausdehnungshub das zweite, piezoelektrische Element 90 das Druckanzeigesignal Ss für den Ausdehnungsmodus aus. Deshalb wird bei dem Kolbenausdehnungshub nur das Druckanzeigesignal Ss für den Ausdehnungsmodus von dem piezoelektrischen Element 90 ausgegeben. Andererseits werden bei dem Kolbenkompressionshub beide Druckanzeigesignale Sp und Ss für den Kompressionsmodus und den Ausdehnungsmodus von dem ersten und dem zweiten, piezoelektrischen Element 60 und 90 ausgegeben.
Die piezoelektrischen Elemente 60 und 90 führen das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus und das Druckanzeigesignal Ss für den Ausdehnungsmodus der Steuereinheit 100 zu. Die Steuereinheit 100 verarbeitet diese Druckanzeigesignale Sp und Ss für den Kompressionsmodus und den Ausdehnungsmodus, um ein Steuersignal SA für den Ausdehnungsmodus und ein Steuersignal SB für den Kompressionsmodus zu erzeugen. Das Steuersignal SA für den Ausdehnungsmodus wird dem ersten, piezoelektrischen Element 60 zur Steuerung seiner axialen Länge zugeführt, um die Position des Ventilkerns 72 einzustellen und dadurch die Steifigkeit der Ventilelemente 74 und 75 einzustellen. Indem die Steifigkeit des Ventilelements 75 eingestellt wird, kann die Dämpfungscharakteristik in Reaktion auf den Kolbenausdehnungshub zwischen dem HARTEN Modus und dem WEICHEN Modus umgeschaltet werden. Ähnlich wird das Steuersignal SB für den Kompressionsmodus an das zweite, piezoelektrische Element 90 zum Steuern seiner axialen Länge angelegt, um die Position des Gleitelements 71 relativ zu den Ventilelementen 74 und 75 einzustellen, und dadurch die Steifigkeit des zugeordneten Ventilelements einzustellen, um den Dämpfungsmodus zwischen dem HART Modus und WEICH Modus umzuschalten. Dadurch kann die Dämpfungscharakteristik bei dem Kolbenkompressionshub eingestellt werden.
Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt die Steuereinheit 100 eine Schaltung auf der Grundlage eines Mikroprozessors, die einen Eingang/Ausgang(I/O)-Anschluß 101, eine Eingangsschaltung 110, eine Rechenschaltung 120, eine Ansteuerschaltung 130 und eine Ansteuerstromquellenschaltung 140 enthält. Die Eingabe/Ausgabe-Einheit 101 ist mit den jeweiligen Dämpfungssteuermechanismen 70 des Stoßdämpfers 1, der an dem vorderen linken, dem vorderen rechten, dem hinteren linken und dem hinteren rechten Aufhängungssystem angeordnet sind, über Kabel 62 und 92 des Kabelbaums 35 verbunden. Das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus und das Druckanzeigesignal Ss für den Ausdehnungsmodus, die von den piezoelektrischen Elementen 60 und 90 des betreffenden Stoßdämpfers 1 erzeugt werden, werden der Steuereinheit 100 über den Eingangs-/Ausgangsanschluß 101 zugeführt. Die Eingangs-/Ausgangs-Einheit 101 hat eine Vielzahl von Steuerkanälen, die jeweils die piezoelektrischen Elemente 60 und 90 des jeweiligen Stoßdämpfers 1 des Aufhängungssystems vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts steuern können, obgleich die Fig. 4 nur einen Stoßdämpfer 1 zeigt. Jeder Steuerkanal hat einen ersten und einen zweiten Eingangs-/Ausgangsabschnitt 101a und 101b zum Erhalten der Druckanzeigesignale Sp und Ss und zum Ausgeben der Steuersignale SA und SB Der erste Steuerabschnitt 101a hat einen Kondensator C&sub1;, um das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus zu erhalten, und er dient als ein Filter, um eine Untergrundgleichstromkomponente beim Eingangssignal zu entfernen. Der erste Steuerabschnitt 101a hat ein Paar Dioden D&sub1; und D&sub2;, die mit entgegengesetzten Polaritäten angeordnet sind.
Ähnlich hat der zweite Steuerabschnitt 101b einen Kondensator C&sub1;&sub1;, um das Druckanzeigesignal Ss für den Kompressionsmodus zu erhalten, und er dient als ein Filter, um eine Untergrundgleichstromkomponente in dem Eingangssignal zu entfernen. Der zweite Steuerabschnitt 101b hat auch ein Paar Dioden D&sub1;&sub1; und D&sub1;&sub2;, die mit entgegengesetzten Polaritäten angeordnet sind.
Die Kondensatoren C&sub1; und C&sub1;&sub1; sind mit dem ersten und dem zweiten Abschnitt 110a bzw. 110b der Eingangsschaltung 110 verbunden. Der erste Abschnitt 130a enthält einen Schalttransistor Tr&sub3; und einen Verstärker 112. Der Schalttransistor Tr&sub3; hat eine Basiselektrode, die mit einer Ausgangsklemme der Rechenschaltung verbunden ist, um von dieser einen Auswählbefehl zu erhalten. Der Transistor Tr&sub3; hat eine Kollektorelektrode, die mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C&sub1; der Eingabe-/Ausgabe-Einheit 101 und dem Verstärker 112 verbunden ist. Die Emitterelektrode des Schalttransistors Tr&sub3; 1iegt an Masse. Ferner enthält der erste Abschnitt 110a eine Diode D&sub4; und einen Widerstand R&sub8;. Mit der dargestellten Konstruktion wird der Auswählbefehl normalerweise gesprerrt gehalten, um den Befehl mit niederem Pegel an die Basiselektrode des Schalttransistors Tr&sub3; zu geben. Deshalb wird der Schalttransistor Tr&sub3; normalerweise gesperrt gehalten, um die Verbindung zwischen der Verbindungsstelle und Masse zu unterbrechen. In dieser Stellung wird das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus dem Verstärker 112 und nachfolgend der Rechenchaltung 120 zugeführt. Andererseits reagiert der Schalttransistor Tr&sub3; auf den Auswählbefehl mit hohem Pegel, um durchzuschalten, um eine an Masse legende Schaltung herzustellen und die Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator C&sub1; und dem Verstärker 112 an Masse zu legen. Als ein Ergebnis wird das Druckanzeigesignal Sp des Kompressionsmodus von dem ersten, piezoelektrischen Element 60 an Masse gelegt. Deshalb wird der Eingang an die Rechenschaltung 120 von dem Verstärker 112 im wesentlichen null.
Es sollte erkannt werden, daß, obgleich Fig. 5 einfache Blöcke 110b zeigt, um den zweiten Abschnitt der Eingangsschaltung darzustellen, sind der Schaltkreisaufbau und die Arbeitsweise des zweiten Abschnittes identisch mit denjenigen, die in bezug auf den ersten Abschnitt erörtert worden sind.
Die Ansteuerschaltung 130 enthält auch einen ersten und einen zweiten Abschnitt 130a und 130b. Der erste Abschnitt 130a der Ansteuerschaltung 130 hat einen Steuerabschnitt 130c und einen Schaltabschnitt 130d. Der Steuerabschnitt 130c und der Schaltabschnitt 130d sind mit der Rechenschaltung verbunden, um das Steuersignal SA des Ausdehnungsmodus zu empfangen. Der Steuerabschnitt 130c weist einen Operationsverstärker 131 mit hohem Pegel auf, der den Steuersignalpegel SA für den Ausdehnungsmodus mit einem Rückkopplungssignalpegel vergleicht, der über einen von den Widerständen R&sub2; und R&sub3; gebildeten Spannungsteiler von dem Ausgangsende zugeführt wird. Solange der Steuersignalpegel für den Ausdehnungsmodus höher als der Rückkopplungssignalpegel ist, ist der Ausgangspegel des Qperationsverstärkers 131 ein Signal mit niederem Pegel aus, damit der Eingangspegel einer Torelektrode eines Transistors Tr&sub4; auf niederem Pegel ver bleibt. Deshalb wird die Vorspannung an der Kollektorelektrode des Transistors Tr&sub4; hoch, um einen Transistor Tr&sub1; durchzuschalten. Indem der Transistor Tr&sub1; durchgeschaltet wird, wird die Ansteuerspannung dem piezoelektrischen Element 60 zugeführt, damit sich letzteres in axialer Länge ausdehnt, um den Dämpfungsmodus des Dämpfungsmodus-Steuermechanismus 70 von dem WEICHEN Modus auf den HARTEN Modus umzuschalten.
Andererseits hat der Schaltabschnitt 130d auch einen Operationsverstärker 132. Der Operationsverstärker 132 erhält das Steuersignal SA für den Ausdehnungsmodus und vergleicht den Steuersignalpegel für den Ausdehnungsmodus mit einem Bezugspegel, der von der Ansteuerstromguellenschaltung über einen Widerstand R5 und einen von den Widerständen R&sub6; und R&sub7; gebildeten spannungsteiler eingegeben wird. Mit dieser Schaltungsverbindung wird der Ausgang des Operationsverstärkers 132 auf einen niederen Pegel gehalten, damit der Schalttransistor Tr&sub2; im gesperrten Zustand bleibt, um die Verbindung zwischen der Diode D&sub2; und Masse zu unterbrechen, während der Eingangspegel von der Rechenschaltung 120 niederer als ein Bezugspegeleingang von dem Spannungsteiler der Widerstände R&sub6; und R&sub7; bleibt. Es sollte beachtet werden, daß der Bezugspegel durch die Widerstandswerte der Widerstände R&sub6; und R&sub7; bestimmt wird, wobei der Bezugspegel auf einen Pegel gesetzt wird, der einem vorbestimmten Anfangsbelastungspegel entspricht, der auf das erste, piezoelektrische Element 60 ausgeübt wird. Wenn andererseits der Steuersignalpegel SA des Ausdehnungsmodus von der Rechenschaltung höher als der oder gleich dem Bezugpegel ist, ändert sich der Ausgangspegel des Operationsverstärkers 132 zu einem hohen Pegel, um den Transistor Tr&sub2; einzuschalten. Als ein Ergebnis wird die Diode D&sub2; mit Masse über den Transistor Tr&sub2; verbunden. Deshalb wird das Spannungssignal als die Ansteuerspannung an dem Kabel 62 so an Masse gelegt, daß die Steuersignalspannung SA für den Ausdehnungsmodus, die an das erste, piezoelektrische Element 60 angelegt worden ist, entladen werden kann. Der Transistor Tr&sub2; wird im durchgeschalteten Zustand gehalten, bis das Potential an dem ersten, piezoelektrischen Element 60 auf den Anfangspegel abfällt, bei dem der Eingangspegel von der arithRechenschaltung über den Bezugspegel abgesenkt wird.
Es sollte beachtet werden, daß, während die dargestellte Konstruktion eine bestimmte Schaltungskonstruktion verwendet, um den erwünschten Modus des Schaltvorgangs zum Umschalten des Betriebsmodus des ersten, piezoelektrischen Elements 60 zwischen einem Sensormodus, zum Überwachen des Fluiddrucks in der unteren Arbeitskammer 15, und einen Betätigungsmodus zum Steuern des Dämpfungsmodus herzustellen, es möglich ist, eine unterschiedliche Konstruktion der Schaltung zu verwenden. Beispielsweise kann, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, jede der Ausgangsschaltungen 130a und 130b ein Paar von Pufferverstärkern 131' und 132' und Transistoren Tr&sub1;' und Tr&sub2;' umfassen. In einem solchen Fall führt die Rechenschaltung 120 wahlweise das Steuersignal SA für den Ausdehnungsmodus den Pufferverstärkern 131' und 132' zu. Wenn nämlich die härtere Dämpfungscharakteristik verlangt wird, führt die Rechenschaltung 120 das Steuersignal SA für den Ausdehnungsmodus dem Pufferverstärker 131' zu, um den Transistor Tr&sub1;, durchzuschalten, damit die gesteuerte Spannung des steuersignals des Ausdehnungsmodus angelegt wird. Andererseits wird, um die Dämpfungscharakteristik zu erniedrigen, das Steuersignal für den Ausdehnungsmodus dem Pufferverstärker 132' zugeführt, damit der durchgeschaltete Transistor Tr&sub2; die Schaltung zum an Masse legen vervollständigt, um die an das erste, piezoelektrische Element 60 angelegte Steuersignalspannung zu entladen.
Wie man hieraus sieht, bilden das piezoelektrische Element 60, das zum Überwachen des Fluiddruckpegels in der unteren Arbeitskammer 15 wirkt, der Kondensator C&sub1; des ersten Abschnittes 101a der Eingangs-/Ausgangseinheit 101, der erste Abschnitt 110a, die Rechenschaltung 120, der zweite Abschnitt 130b der Ausgangsschaltung und das Paar Dioden D&sub1;&sub1; und D&sub1;&sub2; des zweiten Abschnittes 101b der Eingabe-/Ausgabeeinheit 101 und das piezoelektrische Element 90, das zum Einstellen des Dämpfungsmodus des Dämpfungsmodus-Steuermechanismus 70 wirkt, einen Steuerkanal für den Kompressionsmodus. Andererseits bilden das zweite, piezoelektrische Element 90, das zum Überwachen des Fluiddruckpegels in der oberen Arbeitskammer 14 wirkt, der Kondensator C&sub1;&sub1; des zweiten Abschnitts 101b der Eingabe-/Ausgabeeinheit 101, der zweite Abschnitt 110b, die Rechenschaltung 120, der zweite Abschnitt 130a der Ausgangsschaltung und das Paar Dioden D&sub1; und D&sub2; des ersten Abschnitts 101a der Eingangs-/Ausgangseinheit 101 und das piezoelektrische Element 60, das zum Einstellen des Dämpfungsmodus des Dämpfungsmodus-Steuermechanismus 70 wirkt, einen Steuerkanal für den Ausdehnungsmodus.
Um anfangs die piezoelektrischen Elemente 60 und 90 einzustellen, wird eine Einstellung mittels der Einstellmuttern 53 und 20 durchgeführt. Es wird nämlich eine vorbestimmte Spannung an die jeweiligen piezoelektrischen Elemente 60 und 90 angelegt. In dieser Position werden die Einstellmuttern 53 und 20 gedreht, um die auf die piezoelektrischen Elemente 60 und 90 ausgeübte Spannung einzustellen. Diese Einstellung wird fortgesetzt, bis die Ausgangspegel der piezoelektrischen Elemente 60 und 90 zu einem vorbestimmten Pegel werden.
Die Arbeitsweise, die bei der bevorzugten Ausführungsform des Aufhängungssystems durchgeführt wird, wird unten unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8 beschrieben.
Wie es in Fig. 6(c) gezeigt ist, wird der Fluiddruck in der oberen Arbeitskammer 14 durch das zweite, piezoelektrische Element 90 während des Kolbenausdehnungshubes überwacht. Das piezoelektrische Element 90 erzeugt somit das Druckanzeigesignal Ss für den Ausdehnungsmodus. Zu diesem Zeitpunkt kann, da der Ausgang des ersten, piezoelektrischen Elements 60 auf einem Nullpegel gehalten wird, eine Unterscheidung durchgeführt werden, daß sich der Kolben beim Ausdehnungshub befindet. Eine Unterscheidung wird durch die Rechenschaltung 120 in der Steuereinheit 100 gemacht. Dann führt die Rechenschaltung 120 eine Rechenoperation durch, um die Änderungsrate des Druckanzeigesignals Ss für den Ausdehnungsmodus abzuleiten. Die Änderungsrate der Druckanzeigesignale Ss und Sp ist in Fig. 6(c) gezeigt. Wenn die Änderungsrate einen vorbestimmten Wert erhält, wird ein Steuersignal für den Ausdehnungsmodus, das eine härtere Dämpfungscharakteristik verlangt, ausgegeben, um den Dämpfungsmodus von dem WEICHEN Modus auf den HARTEN Modus umzuschalten, wie es in den mit H bezeichneten Abschnitten in Fig. 6(d) gezeigt ist. Der Dämpfungsmodus wird von dem HARTEN Modus zu dem WEICHEN Modus zurück geschaltet, wenn die Änderungsrate über null abnimmt.
Andererseits wird während des Kolbenkompressionshubes der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 15 sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten piezoelektrischen Element 60 und 90 überwacht. Das erste, piezoelektrische Element 60 erzeugt dann das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus. Gleichzeitig erzeugt das zweite, piezoelektrische Element 90 das Druckanzeigesignal Ss für den Ausdehnungsmodus. Deshalb wird dann eine Beurteilung durch die Rechenschaltung 120 durchgeführt, daß der Kolben im Kompressionshub ist. Deshalb berechnet die Rechenschaltung 120 die Änderungsrate des Druckanzeigesignals Sp für den Kompressionsmodus. Wenn die auf der Grundlage des Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus abgeleitete Änderungsrate den vorbestimmten Wert erreicht, wird das Steuersignal SB für den Kompressionsmodus an das zweite, piezoelektrische Element 90 ausgegeben, um den Dämpfungsmodus von dem WEICHEN Modus zu dem HARTEN Modus zu schalten. Ähnlich dem Ausdehnungsmodus wird der Dämpfungsmodus zu dem WEICHEN Modus zurückgeschaltet, wenn die Änderungsrate über null abnimmt.
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, das die von der Rechenschaltung durchgeführte Arbeitsweise zeigt. Unmittelbar nach Beginn der Ausführung werden das Druckanzeigesignal Ss für den Ausdehnungsmodus und das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus bei einem Schritt P1 ausgelesen. Dann wird eine Unterscheidung für die Kolbenhubrichtung auf der Grundlage des gelesenen Druckanzeigesignals Ss für den Ausdehnungsmodus und des Druckanzeigesignals Sp für den Kompressionsmodus gemacht. Wie angegeben wird der Kolbenausdehnungshub erfaßt, wenn das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus bei null gehalten wird. Wenn andererseits das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus größer als null ist, wird der Kolbenkompressionshub erfaßt. Die Rechenschaltung 120 wählt somit das Druckanzeigesignal Ss für den Ausdehnungsmodus oder das Druckanzeigesignal für den Kompressionsmodus aus. Dann wird bei einem Schritt P2 die Änderungsrate ΔP auf der Grundlage des ausgewählten Druckanzeigesignals Ss für den Ausdehnungsmodus oder des Druckanzeigesignals Sp für den Kompressionsmodus abgeleitet. Praktisch gesehen wird die Änderungsrate ΔP berechnet, indem das ausgewählte Druckanzeigesignal Ss oder Sp differenziert wird.
Hier wird die Änderungsrate ΔP des Drucks, der auf das erste und zweite, piezoelektrische Element 60 und 90 ausgeübt werden soll, bei dem Anfangsraum des Kolbenausdehnungshubes und des Kolbenkompressionshubes maximal und wird minimal (null) bei der Schwingungsspitze. Andererseits wird die Kolbenhubgeschwindigkeit gemäß dem zunehmenden Kolbenhub und gemäß der Verringerung der Schwingungszyklusperiode größer. Deshalb kann durch Überwachen der Änderungsrate ΔP die Größe der Eingangsschwingung für eine schnellere Reaktion erfaßt werden. Dies kann eine größere Reaktionscharakteristik auf die Eingangsschwingung beim Steuern des Aufhängungsmodus liefern.
Man sollte erkennen, daß es möglich ist, einen Schritt zwischen den Schritten P1 und P2 vorzusehen, um den Frequenzbereich der Druckanzeigesignale zu überprüfen, um eine Aufhängungssteuerung auf der Grundlage des eingegebenen Druckanzeigesignals innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches durchzuführen.
Beim Schritt P3 wird die Spitze der Änderungsrate ΔP erfaßt. Wenn die Spitze der Änderungsrate ΔP erfaßt wird, wie es bei dem Schritt P3 überprüft wird, wird das Steuersignal SA für den Ausdehnungsmodus oder das Steuersignal SB für den Kompressionsmodus an das entsprechende erste oder zweite, piezoelektrische Element 60 und 90 in Abhängigkeit von der bestimmten Kolbenhubrichtung ausgegeben. Dann wird bei einem Schritt PS der Spannungspegel des Steuersignals SA für den Ausdehnungsmodus oder des Steuersignals SB für den Kompressionsmodus, das bei dem Schritt P4 ausgegeben worden ist, überprüft, ob der Spannungspegel größer als ein oder gleich einem Spannungsschwellenpegel Vref ist. Der Spannungsschwellenpegel Vref wird auf eine minimale Spannung eingestellt, damit eine Verformung bei dem entsprechenden ersten oder zweiten, piezoelektrischen Element 60 oder 90 hervorgerufen wird, um den Dämpfungsmodus von dem WEICHEN Modus auf den HARTEN Modus umzuschalten. Wenn der Spannungspegel des Steuersignals, der bei dem Schritt PS überprüft wird, nicht größer als der oder gleich dem Spannungsschwellenpegel Vref wird, kehrt der Vorgang zum Schritt P4 zurück. Die Schritte P4 und P5 werden wiederholt, bis der Spannungspegel des Steuersignals größer als der oder gleich dem minimalen Spannungspegel wird, um das zugeordnete erste oder zweite, piezoelektrische Element 60 oder 90 anzusteuern. Wenn der Spannungspegel des Steuersignals größer als der oder gleich dem Spannungsschwellenpegel Vref wird, wie es beim Schritt PS überprüft wird, dann geht der Vorgang zu ENDE.
Obgleich die gezeigte Ausführungsform den Dämpfungsmodus zwischen zwei Stufen, das heißt dem HARTEN Modus und dem WEICHEN Modus, umschaltet, ist es möglich, die Dämpfungscharakteristik gemäß der Schwingungsgröße zu einem von dem HARTEN Modus und dem WEICHEN Modus abzuändern. Da nämlich die Verformungsgröße im wesentlichen linear proportional zu der daran angelegten Spannung sein kann, kann eine lineare oder stufenfreie Änderung der Dämpfungscharakteristik erhalten werden, indem die Spannung des Steuersignals linear oder stufenfrei geändert wird. Praktisch gesehen kann es möglich sein, die Steuersignalspannung gemäß der Änderung der Änderungsrate ΔP zu ändern. Ferner kann es auch möglich sein, die Steuersignalsspannung entsprechend dem Spitzenpegel der Änderungsrate ΔP zu bestimmen.
Wenn andererseits die Spitze der Änderungsrate ΔP nicht erfaßt wird, wie es beim Schritt P3 überprüft wird, wird eine Überprüfung beim Schritt P6 durchgeführt, ob eine Änderungsrate von null angezeigt wird. Wenn die Änderungsrate ΔP größer als null ist, wie es bei dem Schritt P6 überprüft worden ist, geht der Vorgang direkt zu ENDE.
Wenn andererseits die Änderungsrate ΔP null ist, wie es bei dem Schritt P6 überprüft worden ist, wird der Schalttransistor Tr&sub2; in dem entsprechenden ersten oder zweiten Abschnitt 130a und 130b eingeschaltet, um beim Schritt P7 die an das piezoelektrische Element 60 und 90 angelegte Spannung zu entladen. Dann wird bei einem Schritt P8 das Druckanzeigesignal Ss für den Ausdehnungsmodus oder das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus ausgewählt, das bei dem Schritt P1 ausgewählt worden ist, und wird gegen einen Einstellwert Pset geprüft. Solange das überprüfte Druckanzeigesignal größer als der Einstellwert Pset ist, wie es bei dem Schritt P8 überprüft worden ist, werden die Schritte P7 und P8 wiederholt, um die an das entsprechende piezoelektrische Element 60 und 90 angelegte Spannung auf einen niedereren Wert als der oder gleich dem Einstellwert Pset zu entladen.
Fig. 8 zeigt ein Zeitdiagramm, das ein Betriebsbeispiel zeigt, das praktisch bei der bevorzugten Ausführungform des Aufhängungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. Bei dem gezeigten Beispiel wird angenommen, daß sich die Änderungsrate ΔP des Druckanzeigesignals Ss für den Ausdehnungsmodus und des Druckanzeigesignals Sp für den Kompressionsmodus ändert, wie es in Fig. 8(c) gezeigt ist. An einem Punkt A nimmt die Änderungsrate ΔP schnell zu, wobei sie größer als der oder gleich dem vorbestimmten Wert ref wird. Dann wird der Dämpfungsmodus von dem WEICHEN Modus auf den HARTEN Modus umgeschaltet, wie es in dem Zeitabschnitt zwischen dem Punkt A und einem Punkt B gezeigt ist. Während dieses Zeitabschnittes wird das Druckanzeigesignal Ss oder Sp um eine Größe verschoben, die dem Spannungspegel des Ansteuersignals entspricht, das auf das entsprechende piezoelektrische Element ausgeübt wird, wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 8(b) gezeigt ist. Wie man aus Fig. 8(b) sehen kann, ändert sich das Druckanzeigesignal somit gemäß der Änderung des Fluiddrucks in der entsprechenden oberen oder unteren Arbeitskammer, wie es durch die unterbrochene Linie in Fig. 8(b) gezeigt ist. An dem Punkt B erreicht die Schwingung die Spitze, so daß die Änderungsrate ΔP null wird. In Reaktion darauf wird der Dämpfungsmodus von dem HARTEN Modus auf den WEICHEN Modus umgeschaltet.
Wie man aus Fig. 8(a) erkennen kann, wird unter der Annahme, daß die Schwingung in der Ablöserichtung bewirkt wird, um eine Ausdehnung des Kolbenhubes zu veranlassen, die gegen den Kolbenausdehnungshub erzeugte Dämpfungskraft erhöht, indem der Dämpfungsmodus auf den HARTEN Modus eingestellt wird, wie dies in dem Zeitabschnitt zwischen dem Punkt A und dem Punkt B gezeigt ist. Nach B bewegt sich der Kolben in die Kompressionsrichtung, um in die Anfangsposition zurückzukehren. In einem solchen Fall wird der Dämpfungsmodus auf einen WEICHEN Modus eingestellt, um die Schwingungsenergie wirksam zu absorbieren, wie es in dem Zeitabschnitt zwischen dem Punkt B und einem Punkt C gezeigt ist. An dem Punkt C erreicht die Änderungsrate ΔPbei dem Kompressionsmodus einen größeren Wert als den vorbestimmten Wert Pref, um erneut ein Umschalten des Dämpfungsmodus von dem WEICHEN Modus auf den HARTEN Modus zu veranlassen. Deshalb wird von dem Punkt C zu einem Punkt D eine größere Dämpfungskraft gegen den Kolbenhub erzeugt. Ähnlich dem Vorgang, wie er in bezug auf den Punkt B angegeben worden ist, wird die Änderungsrate ΔP an dem Punkt D zu null. Dann wird der Dämpfungsmodus von dem HARTEN Modus auf den WEICHEN Modus umgeschaltet. Indem der vorstehende Vorgang wiederholt wird, werden die Dämpfungsmodi zwischen dem HARTEN Modus und dem WEICHEN Modus während der Zeitabschnitte zwischen den Punkten D und E, den Punkten E und F und den Punkten F und G umgeschaltet.
Wie man hieraus erkennt, können, da die gezeigte Ausführungsform die Dämpfungsmodussteuerung bei dem Kolbenausdehnungshub und dem Kolbenkompressionshub unabhängig voneinander durchführt, eine wirksame Unterdrückung der Kolbenhübe und eine Absorption der Schwingungsenergie erreicht werden.
Da ferner bei der gezeigten Ausführungsform das erste, piezoelektrische Element 60 aktiv zum Erfassen des Fluiddrucks in der unteren Arbeitskammer 15 während des Kolbenkompressionshubes ist, und das zweite, piezoelektrische Element 90 zum Einstellen des Dämpfungsmodus zwischen dem HARTEN Modus und dem WEICHEN Modus bei dem Kolbenkompressionshub aktiv ist, und da das zweite, piezoelektrische Element 90 zum Erfassen des Fluiddrucks in der oberen Arbeitskammer 14 während des Kolbenausdehnungshubes aktiv ist, und das zweite, piezoelektrische Element 60 zum Einstellen des Dämpfungsmodus zwischen dem HARTEN Modus und dem WEICHEN Modus bei dem Kolbenausdehnungshub aktiv ist, kann eine Überwachung der Fluiddruck- und Dämpfungssteuerung gleichzeitig unabhängig voneinander durchgeführt werden. Deshalb kann eine Dämpfungsmodussteuerung mit höherer Genauigkeit und schnellerer Reaktionscharakteristik erhalten werden.
Obgleich sich bei der in Fig. 8 gezeigten Arbeitsweise der Steuersignalpegel ändert, um unmittelbar den Dämpfungsmodus zwischen dem HARTEN Modus und dem WEICHEN Modus schnell umzuschalten, kann es möglich sein, nach und nach den Steuersignalpegel zu verändern, um vorbestimmte Gradienten für die vordere und hintere Flanke der Hochpegel-Steuersignale zu liefern, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Eine solche moderate Änderung des Steuersignalpegels kann eine vorbestimmte Zeitverzögerung zum Umschalten des Dämpfungsmodus zwischen dem HARTEN und dem WEICHEN Modus schaffen. Dies vermeidet erfolgreich, daß in dem Zylinder Stöße geschaffen werden, die sonst bei einer schnellen Änderung des Dämpfungsmodus veranlaßt werden können.
Fig. 10 zeigt eine Abänderung des Steuerprogramms für den Dämpfungsmodus, das von der Rechenschaltung ausgeführt werden soll. In dem gezeigten Flußdiagramm sind die Schritte, die die gleiche Operation durchführen, wie die die in bezug auf Fig. rtert worden sind, mit der gleichen Schrittzahl angegeben, und es wird eine ins einzelne gehende Erörterung untern, um eine wiederholte Erörterung zu vermeiden, die eine Unklarheit beim Verständnis der Erfindung veranlassen kann.
Bei dem abgeänderten Programm sind Schritte P9, P10 und P11 zwischen die Schritte P2 und P3 eingefügt. Es wird nämlich nach dem Ableiten der Änderungsrate ΔP bei dem Schritt P2 die Kolbenhubrichtung beim Schritt P9 überprüft, ob der Kolben ein Kompressionshub ist. Wenn die Antwort beim Schritt P9 negativ ist und somit anzeigt, daß sich der Kolben bei dem Ausdehnungshub befindet, geht das Verfahren direkt zu dem Schritt P3. Wenn andererseits der Kolben bei dem Kompressionshub ist und somit die Antwort bei dem Schritt P9 positiv ist, wird das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus mit einer gegebenen Druckschwelle Pth bei dem Schritt P10 verglichen. Die Druckschwelle Pth wird auf einen durch Versuch bestimmten Wert bezüglich des jeweiligen Typs von Stoßdämpfer, seiner Dämpfungscharakteristik, dem Typ des Fahrzeugs, an dem der Stoßdämpfer eingesetzt werden soll, usw. bestimmt. Wenn das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus kleiner als die Druckschwelle Pth ist, wie es bei dem Schritt P10 überprüft worden ist, dann geht das Verfahren direkt zu dem Schritt P3. Wenn das Druckanzeigesignal Sp für den Kompressionsmodus größer als die oder gleich der Druckschwelle Pth ist, wird die Änderungsrate ΔP dann mit einem vorbestimmten Aufsetzkriterium Spref bei dem Schritt P11 verglichen.
Wenn die Änderungsrate ΔP größer als das oder gleich dem Aufsetzkriterium Spref ist, wie es bei dem Schritt P11 überprüft worden ist, geht das Verfahren zu dem Schritt P4. Wenn andererseits die Änderungsrate ΔP kleiner als das Aufsetzkriterium Spref ist, geht das Verfahren zu dem Schritt P3.
Indem die Schritte P9, P10 und P11 eingeführt werden, kann eine Dämpfungsmodussteuerung mit Unterdrücken des Aufsetzens durchgeführt werden, um den Dämpfungsmodus von dem WEICHEN Modus auf den HARTEN Modus umzuschalten, wenn sich der Kolben beim Kompressionshub befindet; der Fluiddruck in der unteren Fluiddruckkammer ist größer als ein vorbestimmter Druckpegel, der durch die Druckschwelle dargestellt wird; und die Änderungsrate ist größer als oder gleich dem Aufsetzkriterium, das auf einen kleineren Wert als derjenige des vorbestimmten Wertes Pref eingestellt werden kann.
Beim praktischen Betrieb wird, wie man es in den Zeitabschnitten zwischen den Punkten G und I, J und K und K und L der Fig. 11 sehen kann, der Dämpfungsmodus zu dem HARTEN Modus umgeschaltet, um ein Aufsetzen des Stoßdämpfers zu verhindern.
Fig. 12 zeigt eine weitere Abänderung des Aufhängungssteuerprogramms, das von der Rechenschaltung 120 ausgeführt werden soll. Bei der gezeigten Abänderung sind Schritte P12, P13 und P14 zwischen die Schritte P2 und P3 eingeführt Ähnlich der vorstehenden Abänderung der Fig. 10 wird die Kolbenhubrichtung bei dem Schritt P12 überprüft. Wenn der Kolben beim Kompressionshub ist, wie es bei dem Schritt P12 überprüft worden ist, wird die Änderungsrate ΔP gegenüber einem ersten Einstellwert Pth1 bei dem Schritt P13 überprüft. Wenn die Änderungsrate ΔP größer als der oder gleich dem ersten Einstellwert P&sub1; ist, wie es bei dem Schritt P13 überprüft worden ist, dann geht das Verfahren zu dem Schritt P4 und sonst geht es zu dem Schritt P3. Wenn andererseits der Kolben beim Ausdehnungshub ist, wie es bei dem Schritt P12 überprüft worden ist, wird die Änderungsrate ΔP gegen einen zweiten Einstellwert Pth2 bei dem Schritt P14 überprüft. Wenn die Änderungsrate ΔP größer als der oder gleich dem zweiten Einstellwert Pth2 ist, wie es bei dem Schritt P14 überprüft worden ist, geht das Verfahren zu dem Schritt P4 und sonst geht es zu dem Schritt P3.
Ähnlich der vorstehenden Abänderung wird der erste Einstellwert zum Erfassen der Schwingungsgröße eingestellt, um die Möglichkeit eines Aufsetzens beim Kompressionshub zu erfassen. Andererseits wird der zweite Einstellwert zum Erfassen der Möglichkeit der Schwingungsgröße eingestellt, die ein Aufsetzen bei dem Ausdehnungshub bewirken kann. Der praktische Wert des ersten Einstellwertes kann durch Versuche bestimmt werden.
Während die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die bevorzugte Ausführungsform geoffenbart worden ist, um das bessere Verständnis der Erfindung zu erleichtern, sollte erkannt werden, daß die Erfindung auf verschiedene Weise ohne Abweichen von dem Grundgedanken der Erfindung verkörpert werden kann. Deshalb sollte die Erfindung dahingehend verstanden werden, daß sie alle möglichen Ausführungsformen und Abänderungen einschließt, die ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, ausgeführt werden können.

Claims

1. Kraftfahrzeugaufhängungssystem umfassend: einen Stoßdämpfer (1), der zwischen einem Fahrzeugkörper und einem Aufhängungsglied angeordnet ist, das drehbar ein Fahrzeugrad trägt, wobei der genannte Stoßdämpfer einschließt ein Zylinderrohr (3), das mit dem genannten Fahrzeugkörper oder dem genannten Aufhängungsglied verbunden ist und einen inneren Raum begrenzt, einen Kolben (4), der in dem genannten inneren Raum angeordnet ist, um den genannten inneren Raum in eine erste und eine zweite Kammer (14, 15) zu unterteilen, und mit dem genannten Aufhängungsglied oder dem genannten Fahrzeugkörper zur relativen Bewegung in bezug auf das genannte Zylinderrohr (3) verbunden ist, wobei die genannte erste und zweite Kammer mit einem Arbeitsfluid gefüllt sind; eine Fluidverbindungseinrichtung (45 bis 48) zum Herstellen einer Fluidverbindung zwischen der genannten ersten und zweiten Kammer (14, 15) mit einer begrenzten Fluidströmungsrate, um eine Dämpfungskraft gegenüber einer relativen Bewegung zwischen dem genannten Kolben und dem genannten Zylinderrohr zu erzeugen; eine Ventileinrichtung (74, 75), die mit der genannten Fluidverbindungseinrichtung zum Steuern der Strömungsbegrenzung der genannten Fluidverbindungseinrichtung verbunden ist, wobei die Strömungsbegrenzungscharakteristik der genannten Ventileinrichtung veränderbar ist, um die Dämpfungscharakteristik des genannten Stoßdämpfers zu verändern; eine Drucksensoreinrichtung (60, 90) zum Überwachen des Fluiddrucks in einer der genannten Kammern (14, 16) zum Erzeugen eines den Fluiddruck in dieser Kammer anzeigenden Druckanzeigesignals (Ss, Sp); eine Betätigungseinrichtung (90, 60), die mit der genannten Ventileinrichtung (75, 74) verbunden ist und auf ein Steuersignal (SB, SA) zum Steuern der genannten Ventileinrichtung (75, 74) reagiert, um die Strömungsbegrenzungscharakteristik gemäß dem genannten Steuersignal einzustellen; und eine Steuereinrichtung (100), die angeordnet ist, das genannte Druckanzeigesignal zu empfangen und die genannte Ventileinrichtung zur Erhöhung der Strömungsbegrenzung für eine härtere Dämpfungscharakteristik und zum Verringern der Strömungsbegrenzung für eine weichere Dämpfungscharakteristik zu steuern und von dem Druckanzeigesignal (Sp, Ss) die Druckänderungsrate abzuleiten und die Strömungsbegrenzung (P&sub4;, P&sub7;) auf der Grundlage der Druckänderungsrate zu erhöhen oder zu verringern, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (100) ausgebildet ist, die Strömungsbegrenzung zu erhöhen, wenn die Druckänderungsrate eine Spitze (P&sub3;) erreicht, und die Strömungsbegrenzung zu verringern, wenn sich die Druckänderungsrate von einer Spitze über einen vorbestimmten Wert (P&sub6;) fort ändert.

2. Ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem nach Anspruch 1, in dem die genannte Sensoreinrichtung ein erstes, piezoelektrisches Element (60, 90) umfaßt und die genannte Steuereinrichtung ein zweites piezoelektrisches Element (90, 60) umfaßt.

3. Kraftfahrzeugaufhängungssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in dem die genannte Steuereinrichtung (100) ausgebildet ist, die genannte Strömungsbegrenzung mit einer vorbestimmten Rate zu erhöhen.

4. Kraftfahrzeugaufhängungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, in dem die genannte Steuereinrichtung (100) ausgestaltet ist, die genannte Strömungsbegrenzung mit einer vorbestimmten Rate zu verringern.

5. Kraftfahrzeugaufhängungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, in dem die genannte Steuereinrichtung (100) die Strömungsbegrenzung auf der Grundlage eines Spitzenwertes der genannten Änderungsrate des genannten Druckanzeigesignals bestimmt.

6. Kraftfahrzeugaufhängungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, in dem die genannte Steuereinrichtung (100) ferner die genannte Kolbenhubgeschwindigkeit oder Änderungsrate mit einem vorbestimmten Aufsetzkriterium zum Erhöhen der Strömungsbegrenzung vergleicht, wenn die genannten Kolbenhubgeschwindigkeit oder Änderungsrate größer als oder gleich dem genannten Aufsetzkriterium ist.

7. Kraftfahrzeugaufhängungssystem, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, in dem die genannte Ventileinrichtung eine erste Ventileinrichtung (74) mit veränderbarer Strömungsbegrenzungscharakteristik, um die Strömungsbegrenzung in einer ersten Richtung des Kolbenhubes zu steuern, und eine zweite Ventileinrichtung (75) mit veränderbarer Strömungsbegrenzungscharakteristik umfaßt, um die Strömungsbegrenzung in einer zweiten Richtung des Kolbenhubes entgegengesetzt zu der genannten ersten Kolbenhubrichtung zu steuern.

8. Kraftfahrzeugaufhängungssystem, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, in dem die genannte Drucksensoreinrichtung umfaßt eine erste, piezoelektrische Einrichtung (60) zum Überwachen des Fluiddrucks in dem genannten Fluid in der genannten ersten Kammer (14) während der genannten zweiten Richtung des Kolbenhubes und zum Erzeugen eines ersten den Fluiddruck anzeigenden Druckanzeigesignals (Ss), wobei die genannte erste, piezoelektrische Einrichtung (60) auf ein Steuersignal (SA) von der Steuereinrichtung (100) zum Einstellen der genannten Strömungsbegrenzung während der genannten ersten Richtung des Kolbenhubes reagiert, und eine zweite, piezoelektrische Einrichtung (90) zum Überwachen des Fluiddrucks in dem genannten Fluid in der genannten zweiten Kammer (15) während der genannten ersten Richtung des Kolbenhubs und zum Erzeugen eines zweiten den Fluiddruck anzeigenden Druckanzeigesignals (Sp), wobei das genannte zweite, piezoelektrische Element (90) auf das genannte Steuersignal (SB) zum Einstellen der genannten Strömungsbegrenzung während der genannten zweiten Richtung des Kolbenhubs reagiert, und in dem die Steuereinrichtung (100) ausgestaltet ist, das genannte erste und zweite Druckanzeigesignal (Sp, Ss) zu empfangen und eines dieser Signale in Abhängigkeit von der Kolbenhubrichtung auszuwählen.

9. Ein System wie in Anspruch 8 beansprucht, in dem die genannte Steuereinrichtung (100) aufweist einen ersten Steuerkanal, der mit der genannten ersten und zweiten, piezoelektrischen Einrichtung zum Erhalten des genannten ersten Druckanzeigesignals (Ss) von der genannten ersten, piezoelektrischen Einrichtung (60) und zur Ausgabe eines Steuersignals (SB) an die genannte zweite, piezoelektrische Einrichtung (90) während der genannten zweiten Richtung des Kolbenhubes verbunden ist, und einen zweiten Steuerkanal, der mit der genannten ersten und zweiten, piezoelektrischen Einrichtung zum Erhalten des genannten zweiten Druckanzeigesignals (Sp) von der genannten zweiten, piezoelektrischen Einrichtung (90) und zum Ausgeben eines Steuersignals (SA) an die genannte erste, piezoelektrische Einrichtung (60) in der genannten ersten Richtung des Kolbenhubes verbunden ist.

10. Ein System nach Anspruch 9, in dem die erste, piezoelektrische Einrichtung (60) in einem Sensormodus während der genannten zweiten Richtung des Kolbenhubes zum Überwachen des Fluiddrucks in der genannten ersten Kammer (14) und in einem Betätigungsmodus zum Steuern der genannten Ventileinrichtung (74) arbeitet, so daß die Strömungsbegrenzung während der genannten ersten Richtung des Kolbenhubes eingestellt wird, und die genannte zweite, piezoelektrische Einrichtung (90) in einem Sensormodus während der genannten ersten Richtung des Kolbenhubes zum Überwachen des Fluiddrucks in der genannten zweiten Kammer (15) und in einem Betätigungsmodus zum Steuern der genannten Ventileinrichtung (75) arbeitet, so daß die Strömungsbegrenzung während der genannten zweiten Richtung des Kolbenhubes eingestellt wird.

11. Ein System, wie in irgendeinem der Ansprüche 8 bis 10 beansprucht, in dem jede der genannten ersten und zweiten, piezoelektrischen Einrichtung (60, 90) eine Vielzahl von dünnen Plattenelementen aufweist, die aus piezoelektrischem Material hergestellt sind und eine mechanische Verformung in Reaktion auf das genannte Steuersignal (SA, SB) mit einer Größe bewirken können, die der Spannung des genannten Steuersignals entspricht.

12. Kraftfahrzeugaufhängungssystem, wie in irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11 beansprucht, in dem die genannte Steuereinrichtung (100) den Kolbenhub in der Aufstoßrichtung erfaßt, um das Druckanzeigesignal (Sp) mit einer vorbestimmten Druckschwelle zu vergleichen und um die genannte Änderungsrate mit einem vorbestimmten Aufsetzkriterium zum Ausgeben des genannten Steuersignals (SB) für eine härtere Dämpfungscharakteristik zu vergleichen, wenn das genannte Druckanzeigesignal größer als oder gleich der genannten Druckschwelle ist und die genannte Änderungsrate größer als oder gleich dem genannten Aufsetzkriterium ist.

13. Ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem, wie in irgendeinem der Ansprüche 8 bis 12 beansprucht, in dem die genannte Steuereinrichtung (100) den Kolbenhub in der Aufstoßrichtung erfaßt, um die genannte Änderungsrate mit einem vorbestimmten ersten Aufsetzkriterium zum Ausgeben des genannten Steuersignals (SB) für eine härtere Dämpfungscharakteristik zu vergleichen, wenn die genannte Änderungsrate größer als oder gleich dem genannten ersten Aufsetzkriterium ist, und den Kolbenhub in der Ablösungsrichtung erfaßt, um die genannte Änderungsrate mit einem vorbestimmten zweiten Aufsetzkriterium zum Ausgeben des genannten Steuersignals (SA) für eine härtere Dämpfungscharakteristik zu vergleichen, wenn die genannte Änderungsrate größer als oder gleich dem genannten zweiten Aufsetzkriterium ist.

14. Ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem, wie in irgendeinem der Ansprüche 8 bis 13 beansprucht, in dem die genannte Steuereinrichtung den Spannungspegel des genannten Steuersignals (SA, SB) entsprechen dem genannten Spitzenwert der genannten Änderungsrate ändert.